申请日2019.08.05
公开(公告)日2019.10.11
IPC分类号C02F1/42; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法，包括下列步骤：S1、采用负载有锰‑锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附;S2、采用复合再生洗脱液对步骤S1中吸附锑后的负载有锰‑锆的离子交换树脂进行洗脱，将锑剥离出来，进入溶液中，使吸附锑后的负载有锰‑锆的离子交换树脂完成再生，而进入溶液中的锑用于后续的锑回收利用。本发明的方法通过采用特制的负载有锰‑锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附，对含锑废水中锑的吸附能力强，吸附速度快，吸附去除效率高;吸附锑后，采用专用的复合再生洗脱液对其进行洗脱，将锑快速高效地剥离出来，进一步提高了对含锑废水中的锑的吸附去除效率。
权利要求书
1.一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、采用负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附;所述含锑废水中锑的浓度为0.05～1g/L;
S2、采用复合再生洗脱液对步骤S1中吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂进行洗脱，将锑剥离出来，进入溶液中，使吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂完成再生，而进入溶液中的锑用于后续的锑回收利用;
其中，步骤S1中，所述负载有锰-锆的离子交换树脂的制备方法包括下列步骤：
A1、配制锰-锆负载溶液：
采用硝酸氧锆水合物(ZrO(NO3)2·6H2O)、四水合硝酸锰(H8MnN2O10)、浓硝酸和去离子水，配制成含有锆0.08～0.12mol/L、锰0.35～0.45mol/L、硝酸浓度5～7%的锰-锆负载溶液;
A2、将离子交换树脂加入反应容器中，加入重量为所述离子交换树脂重量45～55倍的所述锰-锆负载溶液，在10T超导强磁场下，室温搅拌反应5～6h;
A3、然后采用真空抽滤的方式将反应后的离子交换树脂分离出来，并加入到质量浓度为5～7%的氢氧化钠(NaOH)溶液中浸泡60～80min;
A4、然后采用过滤的方式将离子交换树脂从氢氧化钠溶液中分离出来，并用去离子水冲洗至中性，干燥后，得到所述负载有锰-锆的离子交换树脂;
步骤S2中，所述复合再生洗脱液为磷酸和硝酸的混合溶液;所述磷酸和硝酸的混合溶液中所述磷酸的摩尔浓度为3.2～3.6mol/L，所述硝酸的摩尔浓度为2.2～2.4mol/L。
2.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S3、吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂完成再生后，采用质量浓度为5～7%的氢氧化钠(NaOH)溶液中浸泡30～50min，整个浸泡过程中保持溶液的pH大于8.5;然后采用过滤的方式将离子交换树脂从氢氧化钠溶液中分离出来，并用去离子水冲洗至中性。
3.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，步骤S1中，采用负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附时，所述负载有锰-锆的离子交换树脂与所述含锑废水的质量比为1：7000～9000，吸附时含锑废水的pH采用硝酸调节为3～4，吸附时间为80～120min。
4.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，步骤A1中，采用硝酸氧锆水合物(ZrO(NO3)2·6H2O)、四水合硝酸锰(H8MnN2O10)、浓硝酸和去离子水，配制成含有锆0.11mol/L、锰0.39mol/L、硝酸浓度6.4%的锰-锆负载溶液。
5.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，步骤A2中，所述离子交换树脂为D314型阴离子交换树脂。
6.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，步骤A3中，整个浸泡过程中保持溶液的pH大于8.5。
7.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，步骤A4中，干燥采用真空干燥的方式，干燥温度控制在55～65℃。
8.根据权利要求1所述的从含锑废水中吸附剥离锑的方法，其特征在于，步骤S2中，所述磷酸和硝酸的混合溶液中所述磷酸的摩尔浓度为3.4mol/L，所述硝酸的摩尔浓度为2.35mol/L。
说明书
一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法
技术领域
本发明涉及从含锑废水中回收锑技术领域，具体涉及一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法。
背景技术
锑是一种在工业上应用较为广泛的有色金属，具有重要经济价值。锑作为一种生物体非必须的有毒金属元素，会对人的肝脏和心脏造成伤害，甚至会导致中毒和癌变。锑矿的开采及冶炼会产生大量含有高浓度锑的废水，若不经处理直接排放，会对水体造成严重污染，危害生物和人体健康。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中锑的控制限值为0.005mg/L。2014年5月16日，国家环境保护部联合国家质量监督检验检疫总局发布的《锡、锑、汞工业污染排放标准(GB30770-2014)》中规定，工业废水中锑的排放浓度限值为0.3mg/L。随着相关标准的颁布实施，废水中外排的锑污染物控制浓度要求日益严格，这对传统的废水除锑技术提出了新的更高的要求。目前，工业上常规含锑废水处理方法消耗大量化学试剂，容易造成环境的二次污染，并且处理耗时长、费用高。
如，中国专利CN201610423772.5，专利名称一种印染废水中锑的去除方法，申请日期2016年6月16日，公开了一种由调节池、气浮池、水解池、生化池、二沉池和三沉池组成的印染废水除锑的系统，该处理系统涉及酸调节、气浮处理、水解、生化处理和沉淀等多道工序，系统组合和工艺较为复杂，而且印染废水中还存在染料、浆料、助剂等大量的有机污染物以及还少量的铜、铬、锌、砷等重金属离子，成分复杂，因此实际锑脱除效果并不理想。
离子交换树脂因其具有比表面积大、吸附容量大、机械强度高、再生简单且再生率高，可在不影响吸附性能的前提下重复使用等优点，在处理废水中重金属方面得到广泛应用。
如，中国专利CN200510095177.5;CN2006100413665.4公开了以纳米孔结构的聚合物作为载体，通过内表面沉积技术将纳米氧化铁、氧化锰颗粒固载于聚合物载体的纳米孔道内，研制成功系列有机-无机纳米复合吸附剂，成功解决了水体中微量重金属、砷、硒等多种污染物的深度净化难题。这种纳米复合吸附剂既解决了纳米氧化物颗粒直接应用于流态系统时压头损失大、分离困难的问题;同时又巧妙地利用了聚合物载体表面固定化荷电基团产生的Donnan膜强化传质效应，大大强化了对目标污染物的吸附选择性，提高了纳米复合吸附剂的工作吸附量。
但是，目前所使用的从含锑废水中吸附剥离锑的方法还存在以下问题：
1、通用的离子交换树脂对含锑废水中锑的吸附能力较弱，吸附去除效率较低;
2、离子交换树脂吸附锑后，锑的剥离(分离)较困难，树脂再生较困难，从而较低了进一步吸附去除效率较低。
基于上述情况，本发明提出了一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法。本发明的从含锑废水中吸附剥离锑的方法通过采用特制的负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附，对含锑废水中锑的吸附能力强，吸附速度快，吸附去除效率高;负载有锰-锆的离子交换树脂吸附锑后，采用专用的复合再生洗脱液对其进行洗脱，将吸附的锑的快速高效地剥离(分离)出来，树脂再生简单、完全，从而进一步提高了对含锑废水中的锑的吸附去除效率;还具有工艺简单、易于操作、回收成本较低、废液产生量少、绿色环保等优点，能够有效回收含锑溶液中的锑，有着极高的使用价值和应用前景，适合于含锑废水的深度处理。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种从含锑废水中吸附剥离锑的方法，包括下列步骤：
S1、采用负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附;所述含锑废水中锑的浓度为0.05～1g/L;
S2、采用复合再生洗脱液对步骤S1中吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂进行洗脱，将锑剥离出来，进入溶液中，使吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂完成再生，而进入溶液中的锑用于后续的锑回收利用;
其中，步骤S1中，所述负载有锰-锆的离子交换树脂的制备方法包括下列步骤：
A1、配制锰-锆负载溶液：
采用硝酸氧锆水合物(ZrO(NO3)2·6H2O)、四水合硝酸锰(H8MnN2O10)、浓硝酸和去离子水，配制成含有锆0.08～0.12mol/L、锰0.35～0.45mol/L、硝酸浓度5～7%的锰-锆负载溶液;
A2、将离子交换树脂加入反应容器中，加入重量为所述离子交换树脂重量45～55倍的所述锰-锆负载溶液，在10T超导强磁场下，室温搅拌反应5～6h;
A3、然后采用真空抽滤的方式将反应后的离子交换树脂分离出来，并加入到质量浓度为5～7%的氢氧化钠(NaOH)溶液中浸泡60～80min;
A4、然后采用过滤的方式将离子交换树脂从氢氧化钠溶液中分离出来，并用去离子水冲洗至中性，干燥后，得到所述负载有锰-锆的离子交换树脂。
发明人经过大量实验发现：采用特制的负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附，对含锑废水中锑的吸附能力强，吸附速度快，吸附去除效率高。
步骤S2中，所述复合再生洗脱液为磷酸和硝酸的混合溶液;所述磷酸和硝酸的混合溶液中所述磷酸的摩尔浓度为3.2～3.6mol/L，所述硝酸的摩尔浓度为2.2～2.4mol/L。
发明人经过大量实验发现：负载有锰-锆的离子交换树脂吸附锑后，采用专用的复合再生洗脱液对其进行洗脱，将吸附的锑的快速高效地剥离(分离)出来，树脂再生简单、完全，从而进一步提高了对含锑废水中的锑的吸附去除效率。
本发明的从含锑废水中吸附剥离锑的方法通过采用特制的负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附，对含锑废水中锑的吸附能力强，吸附速度快，吸附去除效率高;负载有锰-锆的离子交换树脂吸附锑后，采用专用的复合再生洗脱液对其进行洗脱，将吸附的锑的快速高效地剥离(分离)出来，树脂再生简单、完全，从而进一步提高了对含锑废水中的锑的吸附去除效率;还具有工艺简单、易于操作、回收成本较低、废液产生量少、绿色环保等优点，能够有效回收含锑溶液中的锑，有着极高的使用价值和应用前景，适合于含锑废水的深度处理。
优选的，还包括如下步骤：
S3、吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂完成再生后，采用质量浓度为5～7%的氢氧化钠(NaOH)溶液中浸泡30～50min，整个浸泡过程中保持溶液的pH大于8.5;然后采用过滤的方式将离子交换树脂从氢氧化钠溶液中分离出来，并用去离子水冲洗至中性。
这样可对吸附锑后的负载有锰-锆的离子交换树脂再生完全，基本恢复到原负载有锰-锆的离子交换树脂的使用状态和性能。
优选的，步骤S1中，采用负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附时，所述负载有锰-锆的离子交换树脂与所述含锑废水的质量比为1：7000～9000，吸附时含锑废水的pH采用硝酸调节为3～4，吸附时间为80～120min。
优选的，步骤A1中，采用硝酸氧锆水合物(ZrO(NO3)2·6H2O)、四水合硝酸锰(H8MnN2O10)、浓硝酸和去离子水，配制成含有锆0.11mol/L、锰0.39mol/L、硝酸浓度6.4%的锰-锆负载溶液。
优选的，步骤A2中，所述离子交换树脂为D314型阴离子交换树脂。
优选的，步骤A3中，整个浸泡过程中保持溶液的pH大于8.5。
优选的，步骤A4中，干燥采用真空干燥的方式，干燥温度控制在55～65℃。
优选的，步骤S2中，所述磷酸和硝酸的混合溶液中所述磷酸的摩尔浓度为3.4mol/L，所述硝酸的摩尔浓度为2.35mol/L。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的从含锑废水中吸附剥离锑的方法通过采用特制的负载有锰-锆的离子交换树脂对含锑废水中的锑进行吸附，对含锑废水中锑的吸附能力强，吸附速度快，吸附去除效率高;负载有锰-锆的离子交换树脂吸附锑后，采用专用的复合再生洗脱液对其进行洗脱，将吸附的锑的快速高效地剥离(分离)出来，树脂再生简单、完全，从而进一步提高了对含锑废水中的锑的吸附去除效率;还具有工艺简单、易于操作、回收成本较低、废液产生量少、绿色环保等优点，能够有效回收含锑溶液中的锑，有着极高的使用价值和应用前景，适合于含锑废水的深度处理。